Технологии в медицине
Исследователи разработали новую генеративную модель глубокого обучения DynaVelo, которая способна анализировать данные отдельных клеток и предсказывать их развитие во времени. Алгоритм позволяет проводить виртуальные эксперименты, отключая определенные гены, чтобы увидеть, как это нарушит работу клетки, а также находить другие гены, воздействие на которые может обратить поломку вспять. Точность предсказаний искусственного интеллекта была успешно подтверждена в ходе реальных экспериментов in vivo на иммунных В-клетках мышей.
Современные технологии позволяют ученым детально изучать отдельные клетки, однако получить картину того, как они развиваются и меняются со временем, крайне сложно. Чтобы решить эту проблему, исследователи создали DynaVelo — передовую модель искусственного интеллекта, которая объединяет данные об активности генов и доступности ДНК, чтобы реконструировать скрытую динамику клеточных процессов. В отличие от предыдущих алгоритмов, которые могли лишь рисовать примерные траектории клеточных переходов, новая программа строит полноценную математическую модель их внутреннего устройства и взаимодействий. Это превращает алгоритм в мощную виртуальную лабораторию, где можно изучать сложные биологические системы, такие как развитие иммунных В-клеток в герминативных центрах.
Главная инновация DynaVelo заключается в способности проводить масштабные компьютерные (in silico) эксперименты. Ученые могут виртуально "выключить" любой ген в модели и проследить, как эта мутация каскадом нарушит нормальные клеточные циклы и регуляторные сети. Например, алгоритм точно показал, как потеря важного гена Arid1a приводит к сбою в созревании В-клеток, заставляя их преждевременно прекращать нормальный цикл развития. Но что еще важнее, нейросеть умеет работать в обратном направлении: проанализировав генетическую поломку, она ищет «спасательные мишени». Программа смоделировала тысячи вариантов и подсказала, что если в поврежденной клетке дополнительно отключить гены Ctcf, Stat3 или Bcl6, то баланс восстановится, и клетка вернется к здоровому поведению.
Чтобы доказать силу своего алгоритма, ученые проверили предсказания нейросети на живых мышах с заданными генетическими мутациями. Эксперименты полностью подтвердили компьютерные расчеты: воздействие на предсказанные гены-мишени действительно спасло иммунные клетки от патологических изменений и вернуло их к нормальной динамике развития. Появление такого инструмента открывает огромные перспективы для фармакологии и клеточной биологии. Теперь исследователи могут использовать искусственный интеллект для виртуального скрининга, быстро выявляя ключевые механизмы развития болезней и целенаправленно находя новые терапевтические мишени.
Источник: Статья из Фармадайджеста факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ имени М.В. Ломоносова - https://fbb.msu.ru/2026/10/31/farma-v-oktyabre-2026-nejroimplanty-novogo-pokoleniya-rastushhie-serdechnye-klapany-i-ii-dlya-razrabotki-lekarstv/
